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工業(yè)用熱電偶基本介紹
工業(yè)用熱電偶基本介紹
熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克（seeback）效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內產生熱電流的物理現象。
1熱電偶類型
①熱電偶絲
熱電偶絲是zui簡單形式的熱電偶。它是由兩個熱電偶絲和一個焊接珠結合在一起。由于珠熱電偶是裸露的，所以它有幾個應用的局限性。熱電偶絲不能在液體中使用，會腐蝕或氧化熱電偶合金，金屬表面也存在問題。往往金屬表面，尤其是管道用于地面電力系統(tǒng)的間接連接可能影響電力系統(tǒng)的熱電偶測量。一般情況下，熱電偶絲是測量氣體溫度一個很好的選擇。因為它們可以制做得非常小，還提供了非常快速的反應時間。
②熱電偶探頭
熱電偶探頭是由一根金屬管和熱電偶絲組成的。它的護套材料有不銹鋼和鎳。鎳比不銹鋼更耐高溫度，但是，不銹鋼往往是*，因為它有廣泛的化學相容性。如果溫度非常高，也可用其他的護套材料。熱電偶熱端有三種不同的式樣。接地，非接地和裸露型。接地型熱電偶與保護套是導通的，響應時間比較快，但它zui容易使電氣接地環(huán)路。非接地型熱電偶與保護套是絕緣的。裸露型熱電偶暴露于周圍環(huán)境中，在空氣中測量。
③表面熱電偶對大部分溫度傳感器來說，測量固體表面的溫度是比較困難的。為了保證測量的準確性，傳感器的整個測量區(qū)域必須都接觸到表面。如果用一個堅硬的傳感器測量剛性表面的物體溫度是非常困難的。由于熱電偶是由軟金屬制成的，它可以zui大程度的與固體表面接觸，所以熱電偶是表面測量一個很好的選擇。熱電偶在測量時甚至可以旋轉，可以移動。 K型是鉻鋁材料的。
2.熱電偶其優(yōu)點是：
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~ 1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），zui高可達 2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。
3．熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,在回路中形成一個電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
4．熱電偶的種類及結構形成
（1）熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所謂標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。
標準化熱電偶我國從1988年1月1日起全部按IEC標準生產，并S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型號的熱電偶。
（2）為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結構要求如下：
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；
③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。
5．熱電偶冷端的溫度補償
由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
6.熱電阻也是一種測溫度的傳感器，但是它和熱電偶的區(qū)別主要在于：
*、信號的性質，熱電阻本身是電阻隨溫度的變化，使電阻產生正的或者是負的阻值變化；而熱電偶是隨溫度的改變而產生感應電壓的變化。
第二、兩種傳感器檢測的溫度范圍不一樣，熱電阻一般檢測0-150度溫度范圍（當然可以檢測負溫度），熱電偶可檢測0-1000度的溫度范圍（甚至更高）所以，前者是低溫檢測，后者是高溫檢測。
第三、從材料上分，熱電阻是一種具有溫度敏感變化的金屬材料，熱電偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產生電勢差。